一、汽液固三相流中硫酸钙溶液结垢诱导期的研究(论文文献综述)
杨萌[1](2019)在《硫酸钠循环流化床蒸发器传热和防、除垢性能研究》文中研究指明硫酸钠是工业生产中一种重要的基础化工原料,在硫酸钠的生产过程中,其溶液的蒸发过程不仅传热性能较差,而且存在着严重的结垢问题。污垢的产生增加了传热热阻,降低了蒸发器的传热性能和蒸发速率,限制了硫酸钠的工业生产。为此,本文设计并构建了一套适用于硫酸钠溶液的循环流化床蒸发装置,用以开展强化传热和防、除垢研究。实验在常压下进行。研究中采用了不同的固体颗粒(0.6 mm,1.25 mm和1.75mm的玻璃珠;2.5 mm和3.15 mm的聚甲醛,0.5 mm和1 mm的碳化硅),分别考察了热通量、循环流量和颗粒加入量等操作参数对不同浓度的溶液强化传热和防、除垢性能的影响。采用传热系数和增强因子作为评价指标。研究结果表明:未添加固体颗粒时,硫酸钠溶液的传热系数较水略低。固体颗粒的添加可以有效地强化硫酸钠溶液的传热,但其效果与颗粒特性,溶液浓度及其他操作条件相关。整体上,固体颗粒强化传热性能的顺序依次为碳化硅、聚甲醛、玻璃珠;低浓度溶液中的强化传热效果优于高浓度溶液;一般情况下,系统内传热增强效果随着热通量和循环流速的增加而减小,随着颗粒加入量的增加而增大。1 mm碳化硅颗粒可以有效的防垢和除垢,但其效果取决于颗粒加入量。在实验范围内,堆体积分率为1.5%是1 mm碳化硅颗粒在低浓度硫酸钠溶液蒸发过程中防、除垢效果最佳的颗粒加入量。结果证明,流化床换热防垢技术可以很好地应用于硫酸钠溶液的蒸发过程,并对其工业生产具有一定的指导意义。该研究不仅扩宽了流化床换热防垢技术的应用范围,还为其在其他领域的广泛应用提供了参考。
艾雄杰[2](2018)在《不锈钢管内结垢机理及对管内表面传热影响机理研究》文中研究说明污垢是影响能源利用率的主要因素之一,研究污垢的形成过程和生长机理,可有效提高能源的转化效率,缓解能源危机,有利于节能减排和保护环境。本文采用实验和数值模拟两种手段,探索了碳酸钙结晶污垢在换热壁面上的生长及其对传热的影响,观测了不同生长阶段碳酸钙结晶污垢在换热壁面上的形貌、大小及其分布特征,分析了碳酸钙污垢在换热表面上的生长规律。实验研究以套管换热器的管程作为实验对象,选取316L不锈钢圆管作为试验管,工质是100 mg/L的碳酸钙溶液,工质进口温度为55±0.5℃,热水入口温度为77±0.5℃,管内流速为0.13 m/s(Re=1800)。实验结果表明总传热系数随时间的变化呈先增大后减小再增大的变化趋势,污垢热阻的变化规律则恰好相反;热阻在整个结垢过程可分正热阻区、负热阻区、污垢渐进生长区三个区域;晶体的数量、大小随着时间的增加逐渐增大,直至晶体完全覆盖换热面;在污垢渐进生长区,污垢层表面会发生二次成核,结垢速率迅速增大,而剥蚀率随时间缓慢增大,沉积量和剥蚀量最终会达成一个动态平衡,污垢热阻呈渐近线型变化;在结垢过程中,晶型由起初的不稳定的颗粒转变为稳定的方解石状。根据结晶污垢在换热壁面上的分布进行统计结果,建立物理模型和数学模型,研究管内碳酸钙污垢对传热特性的影响。数值模拟结果表明:晶体的出现增大了流体的扰动,强化了对流换热过程;晶体尺寸越大,扰流作用越大,对换热的强化效果也越明显;同时,晶体是热的不良导体,阻碍热量的传递,随着晶体尺寸的增大,晶体占的管壁面积增大,阻碍作用逐渐增强;模拟所得Nu/Nu0随时间的变化与实验测得K/K0随时间变化的规律相同。
王锋[3](2015)在《水电联产多相流蒸发海水淡化系统的热力学性能分析与评价》文中指出目前,淡水资源短缺已成为制约我们社会发展和进步的瓶颈,海水淡化技术是解决这一问题的有效途径。热法海水淡化因其自身优点成为海水淡化主流技术之一,水电联产技术的出现,以汽轮机的低压缸抽汽作为热法海水淡化的加热蒸汽,大幅降低了海水淡化的成本。但结垢问题是困扰热法海水淡化技术的主要问题。多相流蒸发技术将固体颗粒加入到蒸发器中,不仅可以起到强化传热和防除垢的作用,同时能提高造水比。本文将多相流蒸发器应用到水电联产中,可以解决沿海电厂的自身用水问题,得到的高浓度海水也可以作为产盐原料,在浓海水处理提供一种有效途径。本文基于300MW凝器机组与多相流蒸发海水淡化装置组成水电联产系统,建立了抽汽的等效焓降模型,汽轮机变工况、多相流蒸发器、闪蒸罐、冷凝器和蒸汽喷射器在内的水电联产多相流蒸发海水淡化系统的数学模型。模型中考虑了热力损失、压力损失、盐水浓度变化引起的温差损失。此外,以系统的单位产量淡水成本最小为目标函数建立了针对该系统的优化模型。以上数学模型及优化模型的求解均在MATLAB程序下完成。针对基于四效顺流多相流蒸发器的水电联产海水淡化系统进行热力学性能分析,用汽轮机组热力系统的变工况理论,利用等效焓降法对凝器机组热力系统进行制水能量成本进行分析,并在汽轮机组的不同工况下针对TVC抽汽位置、固体颗粒体积分率、加热管入口处液体速度、浓缩比等不同方面,对系统的热力学性能进和经济性行了分析。计算结果表明,在同一抽汽口的同一工况下,制水电耗量随着TVC抽汽位置的后移逐渐升高,造水比随着TVC抽汽位置的后移逐渐减小。传热面积随着TVC抽汽位置的后移而增大,淡水成本也逐渐增大。固体颗粒体积分率的增大、加热管入口处液体速度的增加、浓缩比的提高均能提高造水比,降低制水电耗量和蒸发面积,降低淡水成本。利用“黑箱”模型对多相流蒸发海水淡化系统的各部分进行了?平衡计算,考察了在不同固体颗粒体积分率、不同加热管入口处液体速度、不同浓缩比下蒸发系统各部分的?损失,结果表明,固体颗粒体积分率、加热管入口处液体速度、浓缩比的增加均能降低蒸发系统的总?损失,?损失最大发生在冷凝器处继而是蒸汽喷射器。
郑飞飞[4](2014)在《多相流蒸发法高浓缩率海水淡化系统的热力性能分析与优化》文中研究表明结垢问题是困扰热法海水淡化技术的主要问题之一。本文将多相流防、除垢技术应用到海水淡化中,惰性固体颗粒的加入不仅起到强化传热和防除垢的作用,同时能够提高海水淡化系统的操作浓缩比。浓缩比的提高,不仅可以使海水淡化系统造水比提高,还可以减少海水的预处理量。较高的浓海水盐度可使淡化后的浓海水再利用的后处理成本有效降低,并且淡化后得到的高浓度海水也可以作为产盐原料,在浓海水资源得到有效利用的同时也为解决污染提供了一种有效途径。本文建立了包括蒸发器、预热器、闪蒸罐、冷凝器和蒸汽喷射器在内的多相流蒸发法高浓缩率海水淡化系统的的数学模型。模型中考虑了热力损失、压力损失、盐水浓度变化引起的温差损失。此外,以系统单位产量淡水成本最小作为优化目标建立了该系统的的优化模型。以上数学模型及优化模型的求解均在MATLAB程序下完成。对于无TVC顺流多相流蒸发法高浓缩率海水淡化系统,分析了固体颗粒体积分率、首效加热蒸汽温度、预热量以及浓缩比对系统的热力性能影响。计算结果表明固体颗粒体积分率对蒸发器传热面积影响较大,固体颗粒的加入能够强化传热,减小各效蒸发器的传热面积,降低淡水成本。以四效无预热考虑冷凝水闪蒸系统为例,在本文计算条件下,当固体颗粒体积分率从0增大到12%时,各效蒸发器总传热系数分别增加了8.74%、9.37%、9.02%、9.77%;各效蒸发器传热面积减少了8.19%;淡水成本下降了1.21%。首效加热蒸汽温度对蒸发器传热面积影响较大;预热量对生蒸汽耗量和造水比影响较大;浓缩比对淡水成本影响较大。对于无TVC平流多相流蒸发法高浓缩率海水淡化系统,分析了海水温度和末效蒸发器温度对其热力性能的影响,并与无TVC顺流流程做了对比分析。对无TVC无预热顺流系统和无TVC无预热平流系统进行了优化与非优化对比分析。并对顺流无预热且忽略冷凝水闪蒸系统、顺流无预热且考虑冷凝水闪蒸系统、顺流有预热且考虑冷凝水闪蒸系统、平流无预热且忽略冷凝水闪蒸系统、平流无预热且考虑冷凝水闪蒸系统、平流有预热且考虑冷凝水闪蒸系统的优化性能进行了比较分析。结果表明平流有预热且考虑冷凝水闪蒸系统生蒸汽耗量最小,造水比最高且淡水成本最小,但是结垢风险大。针对带TVC顺流多相流蒸发法高浓缩率海水淡化系统,分析了工作蒸汽压力,引射蒸汽温度,抽汽位置对海水淡化系统热力性能的影响,并对TVC-MED海水淡化系统和MED海水淡化系统进行了比较分析。计算结果表明TVC-MED海水淡化系统的性能要优于MED海水淡化系统;在本文的计算条件下,TVC放在第二效蒸发器后热力性能最优,淡水成本最小,为3.25¥·t-1。
任红艳[5](2011)在《汽液固多相蒸发管内的颗粒防除垢研究》文中研究指明在蒸发沸腾过程中,蒸发沸腾侧壁面结垢是一个长期存在且难解决的问题,垢层的存在严重影响传热效率,增加能耗。汽液固三相循环流化床蒸发器以其良好的防除垢和强化传热效果受到学术界和工业界的广泛关注,但由于该传热过程的复杂性,以及实验研究的局限性,固体颗粒对壁面防除垢的机理还有待于进一步深入研究。本文根据汽液固三相循环流化床蒸发管实际结构,假设管内均匀覆盖一定厚度的硫酸钙结晶垢层,考虑垢层与流体间的耦合换热、管内流体沸腾传热、汽液两相流体对垢层的剥蚀以及颗粒对垢层的碰撞磨损作用,初步建立了汽液固三相流系统防除垢的模型,并应用STAR-CCM+软件对其进行了数值模拟,着重研究了固体颗粒对蒸发管内防除垢的影响,并模拟了污垢层温度及热应力分布场,对汽液固三相蒸发管内垢层断裂进行了初步分析,以期为汽液固三相循环流化床蒸发器的设计和工业应用提供一定参考。模拟结果表明,垢层表面温度和汽含率、污垢剥蚀速率以及颗粒对垢层的磨损速率都是影响汽液固三相蒸发管内防除垢的重要因素;固体颗粒的加入,降低了垢层表面温度和汽含率,能有效的降低垢层表面过热度,抑制污垢在垢层表面的沉积,并且提高液流主体中液-固相界面的蒸发;汽液固三相流系统中除垢作用,是汽液固三相对垢层综合作用的结果,忽略溶液垢层沉积机制,垢层表面除垢的质量速率可近似表述为汽液两相或液相流体对垢层表面的剥蚀速率与固相颗粒对垢层表面所造成的磨损速率之和。增加三相流表观流速和固相颗粒体积分数均可以提高除垢质量速率,颗粒体积分数相对于表观流速对垢层表面除垢质量速率的影响较小,综合除垢质量速率及除垢均匀性,蒸发管内适宜的操作条件为表观流速0.75 m/s,颗粒体积分数3%5%。
古昕[6](2011)在《二氧化碳驱采出水中结垢机理研究》文中研究表明国内外注气驱油提高采收率是油田三次采油的主攻方向,迄今为止,有3%的世界原油产量由注气提高采收率获得,CO2驱会引起金属管道设备严重的腐蚀和结垢问题,造成巨大的经济损失,因此,研究CO2驱采出水中碳酸钙的结垢机理及预测模型,可为CO2驱技术应用提供理论和技术支持,具有重要的理论和实际应用意义。本文主要从化学热力学、结晶动力学及流体动力学几个角度,研究了碳酸钙的结垢机理及趋势,并结合原子力显微镜AFM技术研究流体力学条件下碳酸钙的结垢趋势,结果表明,成垢离子浓度、温度、压力、pH及盐效应都对碳酸钙结垢过程有很大影响,且温度和压力是主要影响结垢过程的因素。流速实验表明,流速低于0.9m/s时管线内流动状态从层流到湍流的过渡,此流速范围内基体材料晶核生长速率相近,当流速进一步增加到时,由于流体的冲刷破坏减少了材料表面成核的几率,而在实验速度范围内1.5 m/s时处于一种过渡状态,此时晶核生长和流体的冲刷破坏达到动态平衡。75℃,1.97m/s及井底低流速下最容易形成致密的垢层,形成稳定垢层需要的时间为900s。此外,还建立了结垢预测模型,指导现场防垢工作。在模拟油田产出水环境中,鼓空气条件下,选用Q235钢片,研究了一系列不同的时间,温度条件下钢片腐蚀结垢后的电化学阻抗谱图,并结合微观形貌分析比较,结果表明由于结垢产物的疏松多孔加剧了基体的腐蚀,而50-60℃时,会有一个突变点,此时垢层致密,对金属基体有一定的保护作用。在原始油田产出水环境中,鼓N2条件下,Q235钢形成的垢层都很致密,且随着温度的升高,腐蚀变严重,结垢产物对金属基体甚少保护作用,50℃时,结垢最致密,腐蚀也较均匀,为突变点,此时垢层对基体有一定的保护作用。高温高压条件下,N80钢腐蚀严重,结垢产物的增多和不致密只会给基体腐蚀带来更多的渗透通道,加速基体的腐蚀。缓蚀剂HGS-9BS对N80钢有良好的缓蚀效果,同时,它还能改变碳酸钙垢的晶型,使其成为更容易从基体表面脱落的形状,在一定程度上能够起到除垢的效果。
刘彩霞[7](2009)在《皂化废碱液蒸发浓缩工艺改进及防垢研究》文中进行了进一步梳理环己酮装置中环己烷氧化成醇酮产物的选择性为75%-85%,形成的氧化副产物小部分随产物进到蒸馏系统形成轻质油和X油,大部分通过氢氧化钠碱洗形成环己烷氧化废碱液排出装置。该废碱液的特点是:排放量大、成分复杂、COD含量高。目前,国内外处理废碱液的方法主要有化学法和焚烧法。化学法虽可以较多地回收废碱液中的己二酸、环己酮、环己醇、戊酸等有机物,但对污染的消除不够彻底,且工艺复杂,设备腐蚀严重,运行成本较高。而焚烧法处理废碱液则具有工艺简单、能够彻底消除污染的优点,但是在蒸发浓缩过程中,由于废碱液的热敏性,容易在加热管内壁面上结成垢,从而严重影响传热和物料流动,影响醇酮装置的正常运行,成为石油化工亟待解决的问题。因此,寻求适宜的防垢措施,解决废碱液蒸发过程中蒸发装置的结垢问题,对环己酮行业具有十分重要的工业价值。本课题以中石化巴陵分公司的环己烷皂化废碱液蒸发焚烧处理技术为背景,针对环己酮皂化废碱液蒸发浓缩过程中蒸发器的结垢问题,分析结垢成因,提出把原有的自然循环升膜式蒸发器改为强制循环蒸发器,以提高管内物料的流速,降低结垢速度,利于传热和防垢;蒸发器保证有足够的静液柱高度,防止料液在加热管沸腾及垢层形成;添加防垢性能更好的添加剂等防垢措施。通过实验,研究了皂化废碱液蒸发浓缩过程中防垢添加剂对加热管结垢的影响,复配出了防垢性能较好的防垢剂,有效减缓了加热面垢层的形成速度,并对废碱液蒸发过程中添加防垢添加剂的阻垢机理进行了探讨,在废碱液中,防垢剂PAA&PAAS侧重于分散絮凝作用和晶格畸变作用,YH-1则侧重于微团作用和再生-自解脱膜作用,复配后存在较好的协同效应,达到高效阻垢的目的。本文从防垢角度入手,达到延长设备运行时间和清洗周期,提高蒸发效率,降低处理皂化废碱液成本的目的。为巴陵石化公司实施技术改造,提供依据。
宁佳[8](2009)在《强化换热表面盐水污垢特性的研究》文中提出污垢是工业生产中极为普遍的问题,形成过程极其复杂,影响因素众多,污垢使传热阻力增大,换热效率降低,降低了运行效率并增加能源消耗和维修成本,带来能源和设备的巨大损失。因此,污垢问题已经成为学术和工程技术界十分关注而又没能完全解决的主要问题之一。低温多效蒸发已经是最广泛采用的海水淡化技术之一,单机容量最大。但是,换热过程中会产生大量污垢。本文针对海水淡化过程中的结垢问题,完成了如下几方面的研究:(1)以动态热阻法为原理,设计并搭建了污垢监测装置,对系统进行调试,使其从流量控制、温度测量、热通量稳定等几方面均实现了完全的自动化控制,数据稳定,可实现无人值守的连续5000分钟以上的自动数据采集及处理工作。(2)利用污垢监测装置,在相同流速、主体温度和热通量的条件下,测试了0%、3.5%、7%、14%四个盐度下的盐水污垢特性,得到了不同盐度下,污垢热阻随时间的变化关系。实验结果表明,随盐度的增加,污垢热阻呈现先减小,后增大,再减小的趋势。主要是由于盐度的增大引起CaCO3的溶解度和CO2在水中的第二解离常数增大,并且改变了CaCO3在表面沉积的晶形。当盐度达到14%以上时,海水的浓缩过程不再需要考虑换热器的结垢问题,腐蚀将成为主要问题。(3)本文采用自由基溶液聚合与溶胶.凝胶法相结合的方法,制备具有含氟侧基的碳碳主链高分子和硅氧网络的具有自分层结构的氟硅低聚物杂化疏水材料,利用接触角测量,傅立叶变换红外光谱仪(FTIR),扫描电镜(SEM),凝胶渗透色谱法,XPS测定等对表面进行了性能表征。同时利用污垢在线测量系统在盐度为0%和7%的条件下,测试了改型表面的阻垢性能。实验发现,改性表面,长周期运行后,垢层薄,而且分散,并且表面出现了明显的片状剥离。处理表面因表面能较低,垢质与金属表面之间的附着力差,污垢不易沉积,即表面表现出良好的抗垢性能。(4)建立了碳酸钙于换热表面结垢的传热传质模型。模型中不仅考虑了换热表面的析晶污垢,同时也考虑了由于过饱和在溶液中成核而形成的颗粒垢。对混合污垢的沉积与脱除分别进行表达,并考虑了结垢过程的溶液及污垢特性应用其中。模型预测与实验数据吻合得很好,说明预测模型是正确可靠的。
张恒[9](2008)在《水平管循环流化床换热器防、除垢的实验研究》文中认为换热设备的防、除垢问题是学术界及工业界普遍关注的课题。将多相流态化技术引入防、除垢过程,通过在换热装置中加入一定种类、浓度、粒径的惰性固体颗粒的方法来达到防、除垢和强化传热的目的,取得了显着的效果,具有广阔的应用前景。本文对水平管液固循环流化床换热器的防、除垢和强化传热性能进行了研究,考察了操作参数对其防除垢和强化传热的影响,提出了最佳工艺条件,并利用Matlab语言实现了数据的可视化。实验结果表明,惰性固体颗粒的加入不仅大大地延缓了结垢,达到了防除垢的目的,而且强化传热效果显着。加入固体颗粒体积分率越大,强化传热效果越明显;颗粒循环流量越大传热系数越高;热通量大时传热效果好。最后通过建立线性回归模型,得出了水平流化床换热器膜传热系数及压降关联式,以指导工程实践。
张少峰[10](2007)在《三相循环流化床在线强化传热及防垢技术》文中认为换热是重要的单元操作,换热设备壁面结垢现象非常普遍,据调查,90%以上的换热设备都存在着不同程度的结垢问题,特别是在食盐、氯化钾、烧碱等盐、碱溶液的蒸发器和制糖、食品、造纸、海水淡化、废水处理等蒸发设备以及石油、化工精馏塔中的再沸器中,由于料液中被溶解的固体物质的析出, 结垢更为严重。垢层增加流动阻力、降低换热效率、增加能耗,影响产品的产量和质量,加大设备投资
二、汽液固三相流中硫酸钙溶液结垢诱导期的研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、汽液固三相流中硫酸钙溶液结垢诱导期的研究(论文提纲范文)
(1)硫酸钠循环流化床蒸发器传热和防、除垢性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
前言 |
第1章 文献综述 |
1.1 换热设备中的结垢问题及流化床技术简介 |
1.2 多相循环流化床换热器和蒸发器的发展 |
1.3 多相循环流化床强化传热和防、除垢性能研究 |
1.4 多相循环流化床流动特性研究 |
1.5 本文的研究内容及意义 |
第2章 实验研究 |
2.1 实验装置与流程 |
2.2 实验工质与参数 |
2.3 实验方案 |
2.4 数据处理 |
2.5 不确定度分析 |
第3章 实验结果与讨论 |
3.1 对比测试 |
3.2 操作参数对硫酸钠循环流化床蒸发器传热性能的影响 |
3.2.1 最佳操作参数 |
3.2.2 热通量的影响 |
3.2.3 循环流速的影响 |
3.2.4 颗粒加入量的影响 |
3.2.5 小结 |
3.3 颗粒特性对硫酸钠循环流化床蒸发器传热性能的影响 |
3.3.1 玻璃珠颗粒 |
3.3.2 聚甲醛颗粒 |
3.3.3 碳化硅颗粒 |
3.3.4 小结 |
3.4 溶液浓度对硫酸钠循环流化床蒸发器传热性能的影响 |
3.5 硫酸钠循环流化床蒸发器防、除垢性能研究 |
第4章 结论与展望 |
4.1 结论 |
4.2 展望 |
参考文献 |
符号说明 |
发表论文和参加科研情况说明 |
致谢 |
(2)不锈钢管内结垢机理及对管内表面传热影响机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 污垢研究方法的介绍 |
1.3 污垢的基本介绍 |
1.3.1 污垢的形成 |
1.3.2 污垢的分类 |
1.4 污垢生长机理的国内外研究现状 |
1.4.1 析晶污垢生长机理研究 |
1.4.2 影响结垢速率的实验研究 |
1.4.3 污垢的数值模拟研究 |
1.4.4 污垢对传热影响机理研究 |
1.5 本课题研究的内容 |
2 结垢实验台介绍及数据分析 |
2.1 实验台简介 |
2.1.1 实验系统介绍 |
2.1.2 实验所需药品 |
2.2 污垢热阻动态测量原理 |
2.2.1 实验中总传热系数的确定 |
2.2.2 实验中污垢热阻的确定 |
2.2.3 流量计中流量的确定 |
2.2.4 努塞尔数Nu的确定 |
2.3 溶液的配制及溶液浓度的测定 |
2.3.1 溶液的配制 |
2.3.2 CaCO_3溶液浓度的测定 |
2.4 实验过程中的热平衡状况 |
2.5 实验不确定偏差估计 |
2.6 实验操作步骤 |
2.7 本章总结 |
3 结垢机理的实验研究 |
3.1 结垢过程中总传热系数的变化规律 |
3.1.1 加入碳酸钙溶液前后温度的变化 |
3.1.2 总传热系数的变化规律 |
3.2 结垢过程中污垢热阻的变化规律 |
3.3 污垢在不锈钢管壁上的分布特征 |
3.3.1 在同一位置的取样观察 |
3.3.2 在不同位置的取样观察 |
3.4 不同生长阶段的结垢机理分析 |
3.4.1 正热阻期的结垢机理 |
3.4.2 负热阻期的结垢机理 |
3.4.3 渐近线生长期的结垢机理 |
3.5 换热面上晶体个数统计 |
3.6 本章小结 |
4 污垢对传热影响的数值分析 |
4.1 析晶污垢沉积模型 |
4.1.1 物理模型 |
4.1.2 网格划分 |
4.1.3 基本参数 |
4.2 结垢过程中的数学模型 |
4.3 数值计算方法 |
4.4 晶体尺寸确定 |
4.5 数值计算结果及分析 |
4.5.1 晶体周围流场的分布 |
4.5.2 晶体周围温度场的分布 |
4.5.3 晶体对传热系数的影响分析 |
4.6 晶体大小对传热的影响 |
4.7 数值计算结果与实验结果相比较 |
4.8 本章小结 |
总结 |
致谢 |
参考文献 |
附录A 所用热电偶的标定情况 |
附录B 论文主要符号 |
附录C 扫描电镜(SEM)电子穿透深度(20kV,μm) |
攻读学位期间的研究成果 |
(3)水电联产多相流蒸发海水淡化系统的热力学性能分析与评价(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
符号说明 |
第一章 绪论 |
1.1 海水淡化技术 |
1.1.1 海水淡化的研究背景及意义 |
1.1.2 主流海水淡化技术介绍 |
1.1.3 热法海水淡化防除垢技术的研究进展 |
1.1.4 海水淡化浓盐水对环境的影响及排放与处理技术 |
1.2 水电联产海水淡化系统的研究 |
1.2.1 水电联产海水淡化的意义 |
1.2.2 水电联产海水淡化系统的研究进展 |
1.3 多相流防除垢研究 |
1.3.1 液固流化床蒸发器的发展 |
1.3.2 汽液固三相循环流化床防除垢技术的研究 |
1.4 多效蒸发海水淡化数学模型的研究进展 |
1.5 本文研究内容 |
第二章 水电联产多相流蒸发海水淡化系统的数学模型与求解 |
2.1 水电联产多相流蒸发海水淡化系统的物理模型 |
2.2 水电联产多相流蒸发海水淡化系统的数学模型 |
2.2.1 汽轮机组热力系统变工况数学模型 |
2.2.2 等效焓降法数学模型 |
2.2.3 蒸发器数学模型 |
2.2.4 冷凝器数学模型 |
2.2.5 闪蒸罐数学模型 |
2.2.6 蒸汽喷射器数学模型 |
2.2.7 喷射系数的计算 |
2.3 热力性能指标 |
2.4 水电联产多相流蒸发海水淡化系统模型求解 |
2.5 水电联产的优化数学模型 |
2.5.1 目标函数 |
2.5.2 约束条件 |
2.6 优化数学模型求解 |
2.6.1 MATLAB及其优化工具箱简介 |
2.6.2 优化模型的具体求解步骤 |
2.7 本章小结 |
第三章 水电联产多相流蒸发海水淡化系统的热力性能分析 |
3.1 TVC抽汽位置对热力学性能的影响 |
3.1.1 抽汽位置对造水比的影响 |
3.1.2 抽汽位置对制水电耗量的影响 |
3.1.3 抽汽位置对蒸发面积的影响 |
3.1.4 抽汽位置对淡水成本的影响 |
3.2 固体颗粒体积分率对热力学性能的影响 |
3.2.1 额定工况下固体颗粒体积分率对热力学性能的影响 |
3.2.2 70%工况下固体颗粒体积分率对热力学性能的影响 |
3.2.3 50%工况下固体颗粒体积分率对热力学性能的影响 |
3.3 加热管入口处液体速度对热力性能的影响 |
3.3.1 额定工况下加热管入口处液体速度对热力性能的影响 |
3.3.2 70%工况下加热管入口处液体速度对热力性能的影响 |
3.3.3 50%工况下加热管入口处液体速度对热力性能的影响 |
3.4 浓缩比对热力学性能的影响 |
3.4.1 额定工况下浓缩比对热力性能的影响 |
3.4.2 70%工况下浓缩比对热力性能的影响 |
3.4.3 50%工况下浓缩比对热力性能的影响 |
3.5 本章小结 |
第四章 多相流蒸发系统的能量分析 |
4.1 系统(火用)分析方法概述 |
4.1.1 (火用)的概念及发展 |
4.1.2 (火用)的组成及基准体系 |
4.1.3 海水淡化过程评价指标 |
4.2 MED-TVC系统能量分析 |
4.2.1“黑箱”(火用)分析方法 |
4.2.2 多相流海水淡化系统计算模型 |
4.2.3 颗粒体积浓度对系统能量的影响 |
4.2.4 加热管进口处液体速度对系统能量的影响 |
4.2.5 浓缩比对系统能量的影响 |
4.3 本章小结 |
第五章 结论 |
参考文献 |
攻读学位期间所获得的相关科研成果 |
致谢 |
(4)多相流蒸发法高浓缩率海水淡化系统的热力性能分析与优化(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
符号说明 |
第一章 绪论 |
1.1 海水淡化技术 |
1.1.1 海水淡化的研究背景及意义 |
1.1.2 海水淡化技术介绍 |
1.1.3 海水淡化防除垢技术及研究进展 |
1.1.4 海水淡化浓盐水对环境的影响及排放与处理技术 |
1.2 多相流防除垢研究进展 |
1.2.1 液固流化床蒸发器的发展 |
1.2.2 汽液固三相循环流化床防除垢技术 |
1.3 多效蒸发海水淡化的数学模型研究 |
1.4 本文研究内容 |
第二章 多相流蒸发法高浓缩率海水淡化系统数学模型与求解 |
2.1 多相流蒸发法高浓缩率海水淡化系统的物理模型 |
2.2 多相流蒸发法高浓缩率海水淡化系统的数学模型 |
2.2.1 蒸发器数学模型 |
2.2.2 预热器数学模型 |
2.2.3 冷凝器数学模型 |
2.2.4 闪蒸罐数学模型 |
2.2.5 喷射器数学模型 |
2.2.6 喷射系数的计算 |
2.2.7 造水比 |
2.3 多相流蒸发法高浓缩率海水淡化系统模型求解 |
2.4 本章小结 |
第三章 多相流蒸发法高浓缩率海水淡化系统的优化数学模型及求解 |
3.1 优化数学模型 |
3.1.1 海水淡化系统年耗费用 |
3.1.2 厂房、土建设施、辅助设施费及安装调试费用 |
3.1.3 浓海水出售效益 |
3.1.4 目标函数及约束条件 |
3.2 优化数学模型求解 |
3.2.1 MATLAB 及其优化工具箱简介 |
3.2.2 优化模型的具体求解步骤 |
3.3 本章小结 |
第四章 多相流蒸发法高浓缩率海水淡化系统的热力性能分析 |
4.1 无 TVC 顺流多相流蒸发法高浓缩率海水淡化系统的热力性能分析 |
4.1.1 固体颗粒体积分率的影响 |
4.1.2 预热量的影响 |
4.1.3 首效加热蒸汽温度的影响 |
4.1.4 浓缩比的影响 |
4.2 平流系统与顺流系统的比较分析 |
4.2.1 海水温度的影响 |
4.2.2 末效蒸发器温度的影响 |
4.3 无 TVC 多相流蒸发法高浓缩率海水淡化系统的优化性能分析与比较 |
4.3.1 无 TVC 无预热顺流系统的优化性能分析 |
4.3.2 无 TVC 无预热平流系统的优化性能分析 |
4.3.3 不同流程的优化性能比较 |
4.4 带 TVC 顺流多相流蒸发法高浓缩率海水淡化系统的热力性能分析 |
4.4.1 工作蒸汽压力的影响 |
4.4.2 引射蒸汽温度的影响 |
4.4.3 TVC 抽汽位置的影响 |
4.4.4 无预热 TVC-MED 与无预热 MED 的比较 |
4.5 本章小结 |
第五章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间所获得的相关科研成果 |
(5)汽液固多相蒸发管内的颗粒防除垢研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 文献综述 |
1-1 结垢过程的研究进展 |
1-1-1 蒸发设备的结垢机理 |
1-1-2 硫酸钙结垢过程及机理 |
1-1-3 影响硫酸钙结垢过程的因素 |
1-1-4 结垢过程数值模拟研究进展 |
1-2 多相流防除垢技术的研究 |
1-2-1 多相流防除垢技术实验研究进展 |
1-2-2 流化床内碰撞磨损对防除垢的意义 |
1-2-3 多相流防除垢数值模拟研究进展 |
1-3 本文研究的主要内容 |
第二章 STAR-CCM+基本理论及应用 |
2-1 STAR-CCM+简介 |
2-1-1 STAR-CCM+的特征 |
2-1-2 STAR-CCM+的模拟能力 |
2-1-3 STAR-CCM+的模拟流程 |
2-2 STAR-CCM+的网格 |
2-2-1 网格的类型 |
2-2-2 网格的生成 |
2-3 应力分析方法FVA 与FEA 的区别 |
第三章 汽液固三相循环流化床防除垢模拟 |
3-1 汽液固三相循环流化床防除垢模型 |
3-1-1 物理模型 |
3-1-2 数学模型 |
3-1-3 网格划分 |
3-1-4 边界条件 |
3-1-5 模拟相关参数设置 |
3-2 汽液固三相循环流化床防垢模拟结果分析 |
3-2-1 垢层表面温度分布云图 |
3-2-2 操作参数对垢层表面温度的影响 |
3-2-3 液流主体温度分布云图 |
3-2-4 操作参数对液流主体温度分布的影响 |
3-2-5 颗粒及垢层表面汽含率云图 |
3-2-6 操作参数对垢层表面汽含率的影响 |
3-3 汽液固三相循环流化床除垢模拟结果分析 |
3-3-1 垢层表面污垢剥蚀速率分布云图 |
3-3-2 垢层表面污垢剥蚀速率轴向分布 |
3-3-3 加热温度对垢层表面污垢剥蚀速率的影响 |
3-3-4 表观流速对垢层表面污垢剥蚀速率的影响 |
3-3-5 垢层表面磨损速率分布云图 |
3-3-6 垢层表面磨损速率轴向分布 |
3-3-7 加热温度对垢层表面磨损速率的影响 |
3-3-8 表观流速对垢层表面磨损速率的影响 |
3-4 垢层表面除垢效果及均匀性分析 |
3-4-1 垢层表面除垢质量速率 |
3-4-2 垢层表面除垢不均匀度 |
3-5 小结 |
第四章 汽液固三相蒸发管内污垢层温度和热应力场的初步模拟 |
4-1 STAR-CCM+有限体积应力分析方法基本理论 |
4-1-1 热应力与热应变 |
4-1-2 STAR-CCM+有限体积应力分析步骤 |
4-2 数值模拟假设及条件设置 |
4-3 数值模拟结果与讨论 |
4-3-1 垢层温度分布 |
4-3-2 垢层内壁当量应力分布 |
4-3-4 垢层最大主应力分布 |
4-3-5 垢层断裂分析 |
4-4 小结 |
第五章 结论 |
建议 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间所取得的相关科研成果 |
(6)二氧化碳驱采出水中结垢机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 课题研究目的与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 研究内容 |
1.4 创新 |
2 实验方法及原理 |
2.1 引言 |
2.2 主要仪器、实验药品材料 |
2.3 结垢热力学方案 |
2.4 结晶动力学研究 |
2.5 碳酸钙在碳钢表面的结垢行为研究 |
3 结垢机理研究结果 |
3.1 结垢热力学研究 |
3.2 结晶动力学研究 |
3.3 结垢预测模型的建立 |
3.4 小结 |
4 碳钢表面结垢受腐蚀的影响 |
4.1 模拟产出水中Q235 钢在鼓空气条件下腐蚀结垢行为研究 |
4.2 鼓N_2 条件下Q235 钢片在原始产出水中结垢与腐蚀的行为研究 |
4.3 在原始产出水中N80 钢的腐蚀结垢行为研究 |
4.4 原水介质中缓蚀剂HGS-9BS 对N80 钢结垢腐蚀的抑制作用 |
4.5 小结 |
5 全文总结 |
致谢 |
参考文献 |
(7)皂化废碱液蒸发浓缩工艺改进及防垢研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 文献综述 |
1.1 课题背景 |
1.2 皂化废碱液蒸发工艺介绍 |
1.2.1 皂化废碱液性质 |
1.2.2 蒸发浓缩处理工艺 |
1.3 蒸发换热器管内结垢类型、过程、机理及后果 |
1.3.1 换热管内壁面结垢类型 |
1.3.2 换热管内壁面结垢过程 |
1.3.3 换热管内壁面结垢机理 |
1.3.4 换热管内结垢带来的后果 |
1.4 换热管内壁面防除垢技术的研究进展 |
1.4.1 化学法 |
1.4.2 工艺运行参数与防垢 |
1.4.3 液固流化法防除垢技术 |
1.4.4 物理法 |
1.4.5 机械法 |
1.5 皂化废碱液蒸发浓缩过程防除垢进展 |
1.5.1 快速冷却破晶蒸发工艺 |
1.5.2 蒸发助剂法 |
1.6 本课题主要研究目的和内容 |
1.6.1 研究目的 |
1.6.2 研究内容 |
第2章 蒸发器结垢分析与工艺改进 |
2.1 皂化废碱液工艺与壁面结垢成因分析 |
2.1.1 皂化废碱液的组成和性质 |
2.1.2 升膜蒸发器的运行工况 |
2.1.3 废碱液升膜蒸发工艺 |
2.1.4 垢层形成原因分析 |
2.2 皂化废碱液工艺改进方案研究与设计 |
2.2.1 外加热式强制循环新工艺流程 |
2.2.2 皂化废碱液新工艺特点分析 |
2.3 小结 |
第3章 添加剂对皂化液蒸发过程中结垢的影响 |
3.1 实验试剂及仪器 |
3.2 实验方法 |
3.3 单剂防垢性能评价 |
3.3.1 不同用量时防垢性能 |
3.3.2 加热温度对防垢性能的影响 |
3.3.3 加热时间对防垢性能的影响 |
3.3.4 废碱液浓度对防垢效果的影响 |
3.4 复合防垢剂的协同效应 |
3.5 复合防垢剂的防垢性能评价 |
3.5.1 复合防垢剂用量对防垢性能的影响 |
3.5.2 加热温度对防垢性能的影响 |
3.5.3 加热时间对防垢性能的影响 |
3.5.4 废碱液浓度对防垢性能的影响 |
3.6 添加剂阻垢机理探讨 |
3.6.1 分散絮凝作用 |
3.6.2 晶格畸变作用 |
3.6.3 微团作用 |
3.6.4 再生-自解脱膜作用 |
3.7 本章小结 |
第4章 外加热式强制循环蒸发工艺设计 |
4.1 换热器方案确定 |
4.1.1 换热器选型 |
4.1.2 流动空间及流速的确定 |
4.2 换热器的有关计算 |
4.2.1 确定物性数据 |
4.2.2 计算总传热系数 |
4.2.3 计算传热面积 |
4.3 选型和确定工艺尺寸 |
4.3.1 壳体内径 |
4.3.2 折流板 |
4.4 换热器热量核算 |
4.4.1 壳程对流传热系数 |
4.4.2 管程对流传热系数 |
4.4.3 污垢热阻 |
4.4.4 管壁的导热系数 |
4.4.5 校正平均温差 |
4.4.6 传热面积 |
4.5 换热器内流体流动阻力 |
4.5.1 管程流动阻力 |
4.5.2 壳程流动阻力 |
4.6 接管 |
4.7 闪蒸罐的计算与选型 |
4.7.1 计算蒸发量 |
4.7.2 闪蒸罐的尺寸 |
4.7.3 确定静压高度 |
4.7.4 蒸汽冷凝器的选用与设计 |
4.7.5 气液分离器的选用 |
4.8 泵选型 |
第5章 换热器的结构设计 |
5.1 壁厚的确定 |
5.2 进出口的设计 |
5.2.1 排气、排液管 |
5.3 接管最小位置 |
5.3.1 壳程接管位置的最小尺寸 |
5.3.2 管箱接管位置的最小尺寸 |
5.4 管板与换热器 |
5.4.1 管板结构 |
5.4.2 管板最小厚度 |
5.4.3 管板尺寸 |
5.4.4 换热管 |
5.5 膨胀节 |
5.6 折流板 |
5.7 拉杆与定距杆 |
结论与展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
(8)强化换热表面盐水污垢特性的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
引言 |
1 文献综述 |
1.1 污垢的研究 |
1.1.1 污垢的形成过程 |
1.1.2 污垢的分类 |
1.1.3 结晶垢的研究现状 |
1.1.4 影响结垢的因素 |
1.2 抗垢技术的研究 |
1.2.1 化学法 |
1.2.2 物理法 |
1.3 海水淡化过程中的结垢问题 |
2 模拟硬水系统中结垢机理研究 |
2.1 实验装置及流程 |
2.1.1 实验装置 |
2.1.2 实验仪器及设备 |
2.1.3 实验流程 |
2.2 实验方法 |
2.3 实验程序 |
2.4 预备性试验 |
2.4.1 冷态热平衡实验 |
2.4.2 热态热平衡试验 |
2.5 实验数据处理 |
2.6 数据误差分析 |
2.7 实验结果及分析 |
3 改性表面抗垢性能研究 |
3.1 氟硅低聚物杂化材料的制备 |
3.1.1 实验试剂与仪器 |
3.1.2 制备条件的选择 |
3.1.3 实验步骤 |
3.2 性能表征 |
3.3 氟硅低聚物杂化疏水表面的污垢特性 |
3.3.1 实验装置、流程和实验方法 |
3.3.2 实验结果及分析 |
4 污垢的数学模拟与分析 |
4.1 析晶污垢沉积速率的计算 |
4.2 颗粒污垢沉积速率的计算 |
4.3 污垢脱除速率的计算 |
4.4 碳酸钙于换热表面结垢的模型与实验的比较 |
5 结论与展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
(9)水平管循环流化床换热器防、除垢的实验研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 文献综述 |
§1-1 换热设备的污垢研究进展 |
1-1-1 污垢研究现状 |
1-1-2 结垢类型 |
1-1-3 结垢过程 |
1-1-4 结垢机理 |
§1-2 换热表面防、除垢技术 |
1-2-1 污垢的测试方法 |
1-2-2 设计阶段应采取的措施 |
1-2-3 抑垢技术 |
1-2-4 除垢技术 |
§1-3 多相流防除垢技术的研究进展 |
1-3-1 液固流化床换热器 |
1-3-2 液固两相流的研究进展 |
1-3-3 液固循环流化床的研究进展 |
1-3-4 水平液固两相流的研究现状 |
1-3-5 多相流强化传热和防、除垢技术的研究与发展 |
§1-4 本文的工作内容 |
第二章 实验设计 |
§2-1 实验原理 |
§2-2 实验装置及流程 |
2-2-1 主要实验装置简介 |
§2-3 测试系统及数据的采集 |
2-3-1 测试系统 |
2-3-2 数据采集系统 |
§2-4 实验参数的测定与计算 |
2-4-1 主要测量参数 |
2-4-2 实验参数的计算 |
§2-5 实验工质及惰性固体粒子的性质 |
§2-6 实验内容 |
2-6-1 水平管液固循环流化床换热器防垢研究 |
2-6-2 水平管液固循环流化床换热器强化传热研究 |
§2-7 主要实验步骤 |
2-7-1 实验进行前的准备工作 |
2-7-2 实验步骤 |
§2-8 实验数据的可视化 |
第三章 实验结果与分析 |
§3-1 水平管循环流化床换热器防、除垢性能 |
3-1-1 无颗粒时硫酸钙结垢行为 |
3-1-2 颗粒的除垢效果 |
3-1-3 颗粒存在时硫酸钙结垢实验 |
3-1-4 固体颗粒对结垢过程的影响 |
§3-2 硫酸钙的结垢规律研究 |
3-2-1 无颗粒时硫酸钙的结垢规律 |
3-2-2 固体颗粒作用下硫酸钙的结垢规律 |
3-2-3 测试管壁温的变化规律 |
3-2-4 硫酸钙结垢过程分析 |
§3-3 影响液固循环流化床膜传热系数的主要因素 |
3-3-1 液固两相流膜传热系数与颗粒体积分率的关系 |
3-3-2 液固两相流膜传热系数与循环流量的关系 |
3-3-3 液固两相流膜传热系数与热通量的关系 |
3-3-4 颗粒粒径对液固两相流膜传热系数的影响 |
§3-4 测试管段压降变化 |
3-4-1 压降随颗粒初始加入量及表观流速的变化 |
§3-5 小结 |
第四章 流化床膜传热系数及压降关联式 |
§4-1 膜传热系数影响因素及关联式 |
§4-2 管路压降的关联式 |
§4-3 误差分析 |
4-3-1 方差分析 |
4-3-2 实验误差分析 |
第五章 结论 |
建议 |
参考文献 |
附录A 无颗粒时流化床传热数据 |
附录B 颗粒体积分率为 0.75%时流化床传热数据 |
致谢 |
攻读学位期间所取得的相关科研成果 |
四、汽液固三相流中硫酸钙溶液结垢诱导期的研究(论文参考文献)
- [1]硫酸钠循环流化床蒸发器传热和防、除垢性能研究[D]. 杨萌. 天津大学, 2019(06)
- [2]不锈钢管内结垢机理及对管内表面传热影响机理研究[D]. 艾雄杰. 兰州交通大学, 2018(01)
- [3]水电联产多相流蒸发海水淡化系统的热力学性能分析与评价[D]. 王锋. 河北工业大学, 2015(07)
- [4]多相流蒸发法高浓缩率海水淡化系统的热力性能分析与优化[D]. 郑飞飞. 河北工业大学, 2014(07)
- [5]汽液固多相蒸发管内的颗粒防除垢研究[D]. 任红艳. 河北工业大学, 2011(07)
- [6]二氧化碳驱采出水中结垢机理研究[D]. 古昕. 华中科技大学, 2011(07)
- [7]皂化废碱液蒸发浓缩工艺改进及防垢研究[D]. 刘彩霞. 湘潭大学, 2009(S2)
- [8]强化换热表面盐水污垢特性的研究[D]. 宁佳. 大连理工大学, 2009(10)
- [9]水平管循环流化床换热器防、除垢的实验研究[D]. 张恒. 河北工业大学, 2008(08)
- [10]三相循环流化床在线强化传热及防垢技术[A]. 张少峰. 中国无机盐工业协会专家委员会扩大工作会议暨节能减排研讨会论文集, 2007